光机电一体化

光机电一体化产品的组成

光机电一体化产品的组成包括4个部分，本体 结构、传感器、控制器、驱动装置。

如果把光机电一体化产品比做一个人，则计 算机就是它的头脑，传感器就是它的五官， 软件就是使躯体（机械本体）能发挥效能的 手段，所以，光机电一体化产品就是具有头 脑和五官，能够感知外界环境的变化，并根 据这种变化作出响应的机器或机构。
3D打印简史



1986年，Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。 1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利。 1995年，美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打 印机。 2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司 研制成功。 2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。 2011年6月6日，发布了全球第一款3D打印的比基尼。 2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。 2011年8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞 机。 2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造 肝脏组织。
光机电一体化技术的发展


国内的发展状况
我国光机电一体化产业虽然起步比较晚，但起点较高， 且其发展一直都受到了政府的重视，光机电一体化技 术被列入国家高新技术重点扶持项目。近年来，在国 家政策的支持和推动下，国内企业不断应用高新技术 和先进适用技术来提升光机电一体化产业的技术水平 和市场竞争力，优化了产业结构、完善了产业体系。 经过20 多年的发展，我国目前已在北京、上海、武汉、 长春、深圳、合肥等地形成了光机电一体化产业基地。 如中关村科技园区通州园-光机电一体化产业基地、浙 江平湖光机电基地、郑州高新区光机电产业园等。
柔性化，智能化

光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意 图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、 调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自 动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序、 指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换 产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变 化趋向“软件化” 和“智能化”。

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如今在发达国家日渐流行。一些西方媒体认为，它是 发达国家从新兴国家手中夺回就业岗位的一大利器。 该技术在中国这样的发展中国家还比较少见，但也有 有识之士注意到了其巨大潜力。国内已有一些公司开 展相关业务，代理国外3D打印机、3D打印技术产品。 2010年，号称中国第一家3D打印服务公司的杭州铭展 网络科技有限公司，受文物保护部门委托，成功复原 出了山西天龙山多尊破坏严重的唐代石窟佛像。 2012年5月30-31日，上海工业设计协会在环球金融中 心举办中国国际3D打印技术与应用大会，这也是中国 首次举办以3D打印技术为主题的国际会议。
谢谢
国外的发展状况

美国、德国、日本等工业发达国家相继将光机电一体化列为国家 高技术重点发展目标，目前工业发达国家光机电一体化的应用已 十分广泛。从国外发达国家光机电一体化产业的发展来看，出现 了以下发展趋势： （1）技术发展迅速：光电子技术、数控技术与传统制造业进一 步融合，已成为带动整个制造业发展的动力和源泉。 （2）市场不断拓展：产品由单纯的装备类向装备类、消费类并 举的方向发展，与人民生活不断靠近，且呈现高速度、多领域的 发展态势。 （3）产业相互融合：结构不断调整，行业不断融合，涌现了一 批新的产业领域和经济增长点。
光机电一体化
光机电一体化的基本概念

光机电一体化技术的概念萌芽可追溯到德国提 出的精密工程技术 ，精密工程技术定义为光、 机、电一体化的综合。 精密工程技术一定程度上说明了光机电一体化 的含义。


一般认为，光机电一体化技术是在现代光学技术与机 电一体化技术基础上发展起来的一门新兴交叉学科， 是综合当前光学、机械学、电子学、信息处理与控制 等领域中最新技术的一种群体技术。
光机电一体化技术的特点
小型化，轻型化

光机电一体化技术通过采用电力电子器件或用 电子装置进行相关动作控制， 使得产品机械 结构大大简化。可以灵活方便地按需控制和改 变生产操作程序，任何装置的动作可由预设的 程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动 化和智能化。
高精度，多功能

电子技术的采用使得反馈控制水平提高，运算 速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预 设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少 误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作 精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨 损及配合间隙等引起的误差也大大减小。因此， 光机电一体化产品应用领域宽，适用面广，易 于满足各种需要。
可靠性高

光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件 减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚 至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿 命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠 性和稳定性。
知识密集

光机电一体化是一门跨学科的边缘科学技术， 多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机 电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和 科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的 系统中相互配合有严格的要求， 这就要求各 种技术扬长避短，提高系统协调性。
3D打印技术的前景

一本名为《经济学人》的杂志曾经将这种技术 列入第三次技术范围。“伟大发明所能带来的 影响，在当时那个年代都是难以预测的， 1750年的蒸汽机如此，1450年的印刷术如此， 1950年的晶体管也是如此。而今，我们仍然 无法预测，3D打印将在漫长的时光里如何改 变这个世界。”
3D打印在国内的发展
光机电一体化的应用
先进印刷装备3D打印机


利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普 通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉 末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把 “打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝 图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。 3D打印技术实际上是一系列快速原型成型技术的统 称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在X-Y 平面内通过扫描形成工件的截面形状，而在Z坐标间 断地作层面厚度的位移，最终形成三维制件。目前市 场上的快速成型技术分为3DP 技术、FDM熔融层积成 型技术、SLA立体平版印刷技术、SLS选区激光烧结、 DLP激光成型技术和UV紫外线成型技术等。